[发明专利]一种水泵电机智能控制系统

权利要求书

1.一种水泵电机智能控制系统，其特征在于：包括数据采集单元、温度监测单元、自主调速单元、注册登录单元、数据存储单元、数据分析单元和反馈控制单元；

所述数据存储单元内部分隔有三个存储区域，分别为第一存储区域、第二存储区域和第三存储区域，其存储和读取效率依次降低，所述第三存储区域存储有水泵电机的规格数据，所述规格数据包括额定电流数据、绝缘标准阻值、工作温度限值数据；

所述数据采集单元用于实时采集温度数据、工作电流数据、绝缘电流数据、绝缘电压数据、振动频率数据、振动幅度数据和采集时间数据一同传输至数据存储单元的第一存储区域；

所述温度监测单元对水泵电机的温度变化情况进行分析，得到温度首次异常信号和温升速度均值数据并将温度首次异常信号发送至自主调速单元，将温升速度均值数据发送至数据分析单元；

所述温度监测单元对水泵电机的温度变化情况进行分析的具体步骤如下：

步骤S31：从数据存储单元中的第一存储区域内提取温度数据和采集时间数据，并将温度数据标记为WDi，将采集时间数据标记为SJi，其中，i表示数据采集时间的编号，i=1,2，3……n1；

步骤S32：从数据存储单元的第三存储区域内提取电泵电机的规格数据，并将温度数据与规格数据中的工作温度限值数据进行比较，当温度数据小于工作温度限值数据时，判定温度正常，进入步骤S33，当温度数据大于等于工作温度限值时，记录该温度数据对应的采集时间数据，当记录的采集时间数据出现连续时，判定温度异常，生成温度首次异常信号，且获取当前电机转速数据并将其标记为电机发热转速数据；

步骤S33：建立虚拟的平面直角坐标系，将采集时间数据作为横轴数据，将温度数据作为纵轴数据，将（SJi，WDi）标记为温度-时间坐标，并在虚拟的平面直角坐标系中标记出温度-时间坐标所对应的点，并将相邻的点依次用平滑曲线进行连接；

步骤S34：获取平滑曲线上升阶段的最低点坐标（SJd，WDd）和平滑曲线的最高点坐标（SJg，WDg），将最低点和最高点的坐标值代入到计算式：，得到水泵电机从最低温度上升到最高温度的温升速度均值数据ws；

步骤S35：当温度检测单元识别到重新测温信号时，根据获取到的重新测温数据和测温时间数据在虚拟的平面直角坐标系中绘制曲线，并获取曲线各点的斜率值，若斜率值大于等于0时，判定水泵电机降温不明显，生成高温停机信号，若斜率值小于0时，判定水泵电机处于降温状态，不进行任何处理；

所述自主调速单元接收并识别到温度首次异常信号后，将水泵电机当前档位转速调低一档，并生成重新测温信号并将重新测温信号发送至温度检测单元，温度检测单元将生成的高温停机信号反馈至反馈控制单元；

所述数据分析单元对水泵电机的整体工况的可靠性进行分析，得到漏电警报信号、振动警报信号和停机维修信号并将其一同传输至反馈控制单元；

所述数据分析单元进行可靠性分析的具体步骤如下：

步骤S41：分别从数据存储单元中的第一存储区域和第三存储区域内提取工作电流数据、绝缘电流数据振动频率数据、振动幅度数据、采集时间数据以及水泵电机的规格数据；

步骤S42：将工作电流数据与规格数据内的额定电流数据进行比较，当工作电流数据小于等于额定电流数据时，不进行任何处理，当工作电流数据大于额定电流数据时，启动计时器，对工作电流数据超过额定电流数据的时间进行记录，生成超流时间数据CL，并对每一时刻的工作电流数据与额定电流数据的电流差值进行计算，将得到的电流差值进行平均值计算得到电流差均值DCs；

步骤S43：将绝缘电压数据和绝缘电流数据进行绝缘阻值数据进行比值计算，得到实时绝缘电阻，由于电阻值会受到温度影响而改变，对实时绝缘电阻进行平均值计算，得到绝缘电阻均值，将绝缘电阻均值与绝缘标准阻值数据进行比较，当绝缘电阻均值大于等于绝缘标准阻值时，判定绝缘电阻在安全阈值内，不进行任何处理，当绝缘电阻均值销小于绝缘标准阻值时，判定绝缘电阻不在安全阈值内，生成漏电警报信号，将绝缘标准阻值与绝缘电阻均值代入到计算式，并将得到的结果标记为漏电危险系数LW；

步骤S44：对振动频率数据和振动幅度数据获取时的电机转子转速进行提取，并将其一同代入到计算式中，得到振动输出系数ZC，其中，表示振动频率转化系数，表示振动幅度转化系数，均为预设系数，且，当振动输出系数小于等于预设的振动阈值时，判定电机振动情况正常，不进行任何处理，当振动输出系数大于预设的振动阈值时，判定电机振动情况异常，生成振动警报信号；

步骤S45：将超流时间数据、电流差均值、漏电危险系数、振动输出系数以及获取的温升速度均值数据进行归一化计算处理，将其代入到计算式：，得到水泵电机的可靠性系数KS，其中，表示偏差纠正系数，预设值为0.483902，a表示漏电转化影响因子，b表示振动转化影响因子，c表示温升速度转化影响因子，a、b、c均为预设值；步骤S46：数据分析单元中预设有可靠性最低限值，将步骤S45中的可靠性系数与可靠性最低限值进行比较，当可靠性系数大于可靠性最低限值时，判定水泵电机工作状态可靠，不进行任何处理，当可靠性系数小于等于可靠性最低限值时，判定水泵电机工作状态不可靠，生产停机维修信号；

所述反馈控制单元接收并识别到高温停机信号和停机维修信号后，切断电机电源，停止电机的工作，并将其与漏电警报信号、振动警报信号一同传输至设备维护人员的手机终端。